Accelerated Syndrome detection and error Correction

Het project ASynC richt zich op de cruciale uitdaging om kwantumcomputers op te schalen naar bruikbare, grootschalige systemen via fouttolerante kwantumcomputing (FTQC). FTQC is afhankelijk van kwantumfoutcorrectie (QEC), wat strikte real-time eisen stelt aan de klassieke besturingssystemen. De decoders moeten fouten sneller verwerken dan ze zich opstapelen, zonder in te leveren op de nauwkeurigheid van de berekeningen. Huidige oplossingen die enkel op CPU's of FPGA's draaien, zijn in de praktijk vaak te langzaam of te beperkt in hun rekenkracht om geavanceerdere decoders op grote schaal te ondersteunen.

ASynC pakt dit knelpunt aan door snelle QEC-decodering mogelijk te maken op GPU-gebaseerde systemen, die direct geïntegreerd worden met de kwantumbesturingselektronica. Binnen het project wordt een nieuwe verbinding architectuur gemaakt tussen besturingselektronica en GPU. Deze hardware- en firmware-innovatie streeft naar een communicatievertraging (latency) van minder dan 5 microseconden. TU Delft zal door de GPU versnelde foutdecoder ontwikkelen voor de foutensyndromen die afkomstig zijn van de kwantumprocessor.

Qblox en TU Delft werken samen om dit te realiseren. Qblox leidt het project en is verantwoordelijk voor de fysieke ontwikkeling en integratie van de hardware en firmware, inclusief de netwerkstack voor de verbinding tussen hun Cluster-systeem en de GPU. TU Delft levert inhoudelijke expertise door de systeemvereisten voor real-time QEC te definiëren en ontwikkelt en optimaliseert de GPU-gebaseerde decoder-implementaties. Samen zullen zij opleveren een gevalideerde, hybride infrastructuur voor QEC en een succesvol geteste GPU-versnelde decoder.